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Constituição bioquímica das diferentes membranas celulares - implicações funcionais
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Evolução do estudo da membrana celular
Até 1950 a existência de uma membrana celular era raramente mencionada em livros científicos, devido à falta de equipamento tecnológico.
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OVERTON (1900) As membranas celulares são compostas por lípidos.
A passagem de uma substância através da membrana está relacionada com a sua natureza química. As substância apolares passam rapidamente através da membrana. As membranas celulares são compostas por lípidos.
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LANGMUIR(1917) Propôs que a membrana celular fosse constituída por uma monocamada lipídica.
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Gorter e Grendel (1925) Provaram que os lípidos conseguem formar uma bicamada; A área apresentada pelos lípidos era o dobro da área da superfície das células.
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Davson e Danielli (1935) Apresentaram um novo modelo: uma “sandwich” de lípidos coberta por proteínas em ambos os lados. Foi um modelo aceite pela maioria dos cientistas.
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Davson e Danielli (1940) Apresentaram, posteriormente, uma versão diferente, na qual havia a existência de poros.
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Os avanços tecnológicos permitiram um estudo mais profundo:
Técnica de congelamento; Microscópico eletrónico.
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Singer e Nicholson (1972) Seguia a ideia anteriormente proposta.
No entanto, as proteínas apresentam-se na membrana de uma forma globular. A posição das proteínas não é fixa, movem-se como um fluido. Modelo do mosaico fluido.
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Membrana Plasmática Define os limites da célula e mantém as diferenças essenciais entre o citoplasma e o ambiente extracelular; Regulam o tráfego molecular; Organizam sequências complexas de reações; São o centro da conservação da energia biológica; São flexíveis, auto-adesivas e seletivamente permeáveis a solutos polares; Tem a capacidade de se fundir (endocitose/exocitose);
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(Modelo do Mosaico Fluído)
Estrutura Da Membrana (Modelo do Mosaico Fluído) Composição das membranas: 55% fosfolípidos; 25% proteínas; 13% colesterol; 4% outros lípidos; 3% Hidratos de carbono; Camada dupla de lípidos anfipáticos ( fosfolípidos ); Proteínas; Glicolípidos; Glicoproteínas;
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Mobilidade dos lípidos e das proteínas:
- Difusão lateral; Difusão transversa (flip-flop); Rotação; Flexão; Assimetria da bicamada lipidica: - As membranas são estrutural e funcionalmente assimétricas; - As superfícies interna e externa da membrana têm componentes e atividades enzimáticas diferentes (ex: bomba que regula a concentração Na+ e K+);
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Fosfolípido
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Fosfolípidos – glicerolfosfolípidos
Constituição: - um molécula de glicerol - duas cadeias de ácido gordo - um grupo fosfato - uma molécula polar Ligação dupla Cadeia hidrocarbonada apolar polar
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Os ácidos gordos podem estar saturados ou insaturados, influenciando:
comprimento das cadeias carbonadas fluidez da membrana
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Fosfolípidos – glicerolfosfolípido
Função principal: Constituição da membrana biológica
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Proteínas Estão envolvidas: transporte na sinalização celular
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Proteínas Integrais Proteína ligada ao fosfatidilinositol
Proteínas transmembranares Proteína ligada ao ácido gordo
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Proteínas Periféricas
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Glícidos na Membrana Celular
São exclusivamente encontrados na monocamada externa da membrana plasmática % Glicolípidos Glicocálice Glicoproteínas desempenha inúmeras funções, por exemplo: inibição do crescimento celular adesão e reconhecimento celular determinação de grupos sanguíneos
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Glicolípidos Galactocerebrosídeo Funções:
Auxiliar a proteção da membrana A presença de glicolípidos carregados altera o campo elétrico através da membrana e das concentrações de iões na superfície da membrana Participam nos processos de reconhecimento celular Glicolípido neutro O mais complexo dos glicolípidos. Contem oligossacarídeos com um ou mais resíduos de ácido siálico. Mais abundantes na membrana das células nervosas Gangliosídeo Ácido siálico
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Glicoproteínas A grande maioria das proteínas transmembranares é glicosilada. As glicoproteínas formadas no meio intracelular, forma excretadas para o espaço extracelular e então absorvidas na superfície da célula. Os glícidos ligam-se covalentemente às proteínas.
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Interações entre os constituintes da Membrana Celular
Fosfolípidos vs Proteínas Lípidos e proteínas vs Glícidos Anulus lipídico Colestrol vs Fosfolípidos
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Funções da membrana Delimitação e isolamento Controlo do transporte
Receção e transmissão de sinais extracelulares Catálise enzimática Interações com outras células Ancoragem do citoesqueleto
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Processos de transporte
Permeabilidade Permeabilidade seletiva Tamanho Polaridade Difusão livre/difusão simples Pequenas moléculas apolares (O2, N2, Benzol) Pequenas moléculas polares, não carregadas (H2O, ureia, glicerol, CO2, NH3)
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Processos de transporte
Transporte ativo e passivo Transporte passivo Difusão simples Difusão facilitada Canais proteicos (canais iónicos e porinas) Proteínas transportadoras (permeases)
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Processos de transporte
Transporte ativo e passivo Transporte ativo Transporte ativo primário ATPases do tipo P Ex.: bomba sódio-potássio
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Processos de transporte
Proteínas transportadoras Permeases
